發布日期：2007-10-18點擊：64621
完成時間：1980年4月～1981年1月
工程地點：海南省定安縣中瑞農場（原廣東省農墾總局海南農墾局中瑞農場）
完成單位：廣東省水電廳爆破研究室；鐵道部科學研究院爆破研究室
項目主持人：馬乃耀 史雅語
項目參加人：李保國 周基福
撰? 稿? 人：史雅語
1? 背景
??? 膠園更新是大幅度提高天然橡膠膠園單位面積產量，降低成本，提高勞動生產率的關鍵措施。世界產膠大國馬來西亞通過膠園更新，橡膠畝產量從34kg （1951年）提高到67kg（1976年）；斯里蘭卡通過膠園更新，橡膠畝產量從24.3kg（1959年）提高到52.8kg（1976年）；印度通過膠園更新，橡膠畝產量從23.07kg（1960年）提高到50.67kg（1974年）。我國自1904年引種天然橡膠成功，解放后才得以大規模發展天然橡膠，由于發展較晚，主要工作是開荒、擴種，畝產僅30kg左右。在世界28個植膠國中，植膠面積為第四，產量僅為第六（1980年）。
??? 1973年14號強臺風（80m/s）使海南膠園遭到嚴重損失，風后橡膠畝產量降至12.94kg，為盡快恢復生產，從1976年起開始了大面積膠園更新開墾，按“山、水、膠、林、路”綜合治理，取得了一定成績，但在經濟效益上存在著用工多、速度慢、勞動強度大、投資高的問題。為此海南農墾局于1980年委托廣東省水電廳爆破研究室和鐵道部科學研究院爆破研究室進行定向爆破更新膠園的生產試驗研究，在中瑞農場更新膠園149畝。1981年1月廣東省農墾總局對試驗成果組織了鑒定，并召開了現場會，將該技術在海南、廣東湛江等數十個橡膠農場中進行推廣。
2? 自然環境與開挖要求
??? 中瑞農場位于海南島中部母瑞山區，山坡表土層厚約30cm，表土下30～80cm為由花崗巖發育而成的紅壤或黃壤，80～150cm為風化破碎巖層，150cm以下為堅硬砂巖或花崗巖。
??? 更新膠園地段地形復雜，原坡面已破壞，坡度變化很大。技術要求爆破后經人工修整為2～3m行面寬，反傾斜15°，行面水平誤差不超過3‰的水平環山行。坡度小于20°的地段開挖方量較少，施工簡單，可采取人工開墾；坡度大于35°為不宜植膠地，布置為林段。因此，采用爆破方法開墾環山行地段的山坡坡度最好為20°～35°。植膠規格為9×1.8m：植樹穴穴間距1.8m，環山行水平行距9m；每畝地環山行長74m，挖植樹穴40個，植膠樹40株。
??? 環山行開挖要求如圖1。行面與水平呈β角反坡以利水土保持，開挖時β＝12°，植樹后要求β＝13°～15°。設計內壁坡度60°，實際施工中在70°以上。外沿堆土坡度45°。行寬B隨地面坡度α而變：α＝20°～25°，B=2.5m；α＞25°，B=2.0m。植樹穴上、下口分別為0.8×0.8m 和0.6×0.6m的正方形，穴中心深度0.8m，穴中心距內壁坡腳距離在B＝2.5m時取0.8m；B＝2m時取0.6m。
3? 爆破參數選擇
??? 根據環山行開挖要求，決定采用鉆孔定向爆破施工，將坡面內的土定向拋出，可以減少開挖方量（拋出部分）、降低勞動強度（爆松部分），爆后得以形成環山行的雛形。由于施工工具所限，鉆孔使用洞鍬，垂直鉆孔，孔深0.9～1.0m；最小抵抗線指向坡側，W＝0.7～0.8m；爆破作用指數n＝1.2～1.4；單孔裝藥量Q由下式計算：
??? 根據現場漏斗試驗，單位炸藥消耗量K＝1.3kg/m3，每孔裝藥量為0.9～1.2kg。采用自制銨油炸藥，火雷管起爆。
環山行爆破中，在選擇爆破孔孔距時，應兼顧其與植樹穴穴距之間的關系。顯然，如果兩者相同，即爆破孔孔與植樹穴在同一斷面內，則可利用爆破孔周圍的破壞范圍來開挖植樹穴，能大大降低挖穴的勞動強度。但如果爆破孔之間距離太大，爆破后在孔間將形成硬土埂，使環山行不平整。我們選用爆破孔孔距為1.8m，即與植樹穴穴距相同，由于采用了較大的n值，保證了孔間全部爆松。
爆破孔在斷面內的位置直接影響需要開挖部分被爆松和拋出的比例。合理的孔位要求既能將爆破范圍最大限度限制在開挖部分內，又能盡量把需要開挖的部分爆松或拋出。為施工測量方便，經過計算和試驗，對不同行寬，選用了不同孔位，確定孔位時以水平樁為基準，孔口離水平基準線的斜距：當B=2m時，取1.5m，當 B=2.5m時，取1.8m。
4? 銨油炸藥的制作與使用
??? 二十世紀80年代大部分農場已經用氨水替代硝酸銨作為氮肥使用，因此我們以中瑞農場的現有硝酸銨為原料，配置銨油炸藥用于爆破更新膠園中。
??? 作為農用肥料使用的硝酸銨簡稱硝銨，外觀為小米大小的圓形致密顆粒，一般為白色，有的呈淺黃色，爆炸性能較差。其表面附有一層疏水物質?防濕劑，系由礦質油脂、磷灰土粉、陶土等組成。這一層疏水物質的存在使硝酸銨顆粒無法吸附柴油，簡單的采用硝酸銨加柴油混制后，根本沒有爆炸性能；而將硝酸銨采用加熱方法脫脂后又凝結成塊無法碾成粉狀。我們經過試驗利用木粉吸附解決了這個難題。
銨油炸藥配比：硝酸銨92％，柴油4％，木粉4％。
??? 制作工藝流程：
??? 效果：根據漏斗試驗和實際使用結果，自制的銨油炸藥具有雷管感度，可以直接用雷管起爆。在用10％的硝銨炸藥作為起爆藥時，其爆炸威力已超過當地炸藥廠生產的小包散裝硝銨炸藥。
成本分析：經核算，自制銨油炸藥每噸成本為565.81元（農用硝酸銨時價303.6元/噸，柴油時價550元/噸）；僅為管裝硝銨炸藥（時價1400元/噸）的40.4％、散裝硝銨炸藥（時價1230元/噸）的46％。
5? 實踐結果
??? 用爆破方法開挖環山行的施工程序為：砍芭倒樹??定水平定標樁（確定植樹穴、炮孔位置）??打孔??裝藥爆破??修整環山行??挖穴回填表土。
??? 經實測的六個環山行爆破前后斷面圖計算，采用以上爆破參數，環山行需開挖部分均已爆松，爆破拋出部分占實際開挖斷面的比例，當n＝ 0.8～1.1時，為20～30％；當n＞1.4時，均在41％以上，最高達82％。采用爆破方法可以大大加快膠園更新進度。
??? 通過近3個月的生產實踐，在中瑞農場母瑞作業區共爆破更新膠園149畝。經農場有關部門核算，以1979年冬春該農場人工開荒更新2300畝膠園的年終結算為依據，定向爆破更新膠園比人工開墾每畝節約用工12.37個（人工開墾29.7個，爆破開墾17.33個），提高工效41.6％；每畝費用降低 19.08元（人工開墾123.8元，爆破開墾104.79元），降低成本15.4％（兩者都未計算砍芭、倒樹、挖天溝及修筑林間道路的費用；1979年開荒使用的是外購硝銨炸藥，爆破更新采用的是銨油炸藥，為便于比較，均采用銨油炸藥的單價計算）。
??? 在植膠穴打孔爆破，使每個植膠穴為土壤疏松，團粒結構加強，有利于水分的滲透和微生物繁殖；爆破時殺死了穴位土壤中一些對膠樹有害的病菌和害蟲，還能提高土壤的含氮量，對膠樹生長有利。在對該成果進行鑒定時，可以明顯看出，在爆破更新區域植下的膠樹，比其它地方同時植下的膠樹發育要快，枝葉繁盛得多。
結語
??? 在膠園更新中采用爆破技術，當時對我們來說是個新事物，也是個挑戰。當時我國農場經濟落后，勞動力價格很低，爆破方法更新膠園能否成功，關鍵在于能否控制成本。從實踐結果看，該項目取得了成功。在廣東省農墾總局組織召開的鑒定會（含現場會）上，來自海南和湛江地區的二十幾家橡膠農場的代表對該項技術，特別是用農用硝酸銨制作銨油炸藥的技術表示了濃厚的興趣，也很快得到了推廣。作為工程爆破技術中的一項特例，記入本書以作點綴。